0号元素看这里!什么是X射线，它是如何被发现的，对人类有多大影响？

X射线是光的一种，所以也称为X射线。

人们去医院做透视和CT检查是利用x射线，也称为x射线。

光，实际上就是能量的传递，其本质是一种处于特定频段的光子流。光源发出光，是因为光源中的电子获得额外能量，在跃迁过程中以波的形式释放能量。

太阳光、电光、火光都是如此。因此，本质上光又是一种电磁波，是依靠光子传递的能量信息。但光有看得见和看不见的光，人眼在长期进化中，只对波段约380~780nm的频段感光，因此这个特定频段的电磁波被称为可见光。

除了可见光，还有许多人眼看不见的光，如无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线，就属于看不见的光，这些光都是电磁波谱中的某一个波段和频率。

这些看不到的光，能量有低有高，可见光处于中间一个波段。比可见光能量低的光，有无线电波（包括长波、中波、短波、微波）、红外线；比可见光能量高的光，有紫外线、X射线、γ射线。

X射线是仅次于γ射线的电磁波，波长在10纳米~0.01纳米之间，频率在3^16~3^20赫兹之间，能量为124eV~1.24MeV。这是每一个光子的能量，属于高能射线，因此穿透力很强。当X光照射人体时，一部分被人体物质吸收，大部分会从原子隙缝穿越透过。

频率越高波长越短的X光能量越大，穿透能力越强。在穿透物体的过程中，根据物体的密度和厚度，吸收不一样，因此穿越的X光就有强有弱，这样就在感光胶片中显示出被穿越物体的结构来。

X光于1895年被意外发现

说到X射线被发现过程，不得不说一位伟大的科学家家廉·康拉德·伦琴。伦琴1845年出生于德国莱茵州莱耐普城一个较为殷实的小企业主家庭，从小受到良好教育，曾经师从著名的热力学科学家克劳修斯，1868年受聘为维尔茨堡大学教授。

后来，伦琴几经辗转，到过多家大学进行物理学研究，1888年回到维尔茨堡大学，不久接任孔特任物理研究所所长，1894年被选任为该校校长。

19世纪末的欧洲，是科学风起云涌的时代，欧洲的许多物理学家们都痴迷于研究真空放电现象和阴极射线，伦琴也深陷其中。不过伦琴的研究更为精细，为了防止外界光线对放电管的影响，不让管内的可见光漏出管外，他把整个房间全部弄黑，还做了个黑色硬纸套子，将放电管严严实实封闭起来。

但他接通高压电测试阴极射线时，黑色纸板套没有露出一丝光，他为自己的杰作感到满意。可就在这时，他突然发现距离放电管1米外有一点闪光，切断电源后闪光即消失。那是一个涂有氰化铂酸钡的荧光屏，每次打开电源都会发出微弱的浅绿色闪光！

他很惊奇，他知道这绝不是阴极射线，因为他和许多科学家都通过实验证实，阴极射线只能在空气中移动几个厘米，这已经是定论。他试着把这个荧光屏逐步移得更远一些，一直到2米距离，依然可以发出闪光。

这时伦琴心里一阵狂喜，这很可能是一种过去从未发现过的东西，是一种未知的射线！但他现在还不能排除这是不是自己眼睛在黑暗中的错觉或幻影，因此在此后几个星期，为了证实这种射线的存在，他把自己关在实验室里，一个人默默研究。

因为科学是非常严谨的事物，未经证实就嚷嚷有违科学精神，因此他谁也没有告诉。

他在实验室安放了一张小床，叫人将饮食送过来。就这样，他吃住在实验室，这样可以让实验仪器不中断，保持测试的连续性。为了排除视力的错觉，他采用感光板记录下这些奇怪的光。后来他又用纸、书和木板隔在感光板中间，这些射线不屈不挠的穿越而过，这些好像对它都是透明的。

当他觉得这种新发现的光已经确信无疑，已经过去了7个星期了。1895年12月22日晚上，他说服了自己的夫人来当实验对象，当他夫人将自己带有戒指地伸向荧光屏时，令人震惊而奇异的现象出现了，伦琴夫人看到一只瘦骨嶙峋的手，再仔细一看，那不是手，而是一个个骨节。

夫人不敢相信，这就是自己的手？但在影子的无名指骨节上，分明有一个戒指，与自己戒指戴的位置一点都没有偏差！伦琴夫人被自己的手吓住了，要知道那个年代还有谁看到过这种影像？只有死人的白骨才会这样。

而这是人类第一张X光照得的人体照片！伦琴异常激动地拥抱了夫人。终于证实了，这是一种前所未有的光，能够穿透肉体的光。

伦琴的发现轰动了世界

1895年12月28日，伦琴将自己的论文《一种新的射线，初步报告》提交给了维尔茨堡物理学医学学会，里面他用“X”符号给这种射线命名。他说，当我发现这种现象时，是那么的奇异和惊人，我把自己弄得精疲力尽，一而再再而三地做同一实验，以排除错觉或幻影，几个星期，我不想让任何其他事情干扰我的实验。

伦琴是个低调的人，但1896年1月23日，他在自己的研究所举行了他一生唯一一次报告会，公布了自己的发现。报告会上，伦琴请求维尔茨堡大学著名解剖学家克里克尔，伸出自己的手让他当场用X射线拍摄，克里克尔欣然同意。当拍好的干板经过显影，出现一位八十岁老人优美的手骨时，全场掌声雷动，爆发出欢呼。

克里克尔立即激动地提出建议，将这种射线命名为“伦琴射线”。后来人们又把X射线和γ射线的照射剂量单位称为“伦琴”。从此伦琴的发现传遍了世界，引起了世界从未有过的巨大轰动。

所有的研究机构都争相仿造伦琴的实验设备，重复他的实验，当然，真正的科学成果是经得起任何复制的。X射线一时风靡全球，成为一种时尚。

有人用X射线合影，以照出骨骼造型为时髦，甚至买鞋商人也以此促销，用X光照射试鞋。人们那个时候还根本不知道X射线的危害，以为这就是上天带给人类的奇妙感受。

最早开发出X光引用的是医学，这就是透视技术。人们通过X光照射，可以看到本应通过解剖才能看到的病变，为无数人更好地解除了病痛。当时英国著名外科医生托马斯·亨利将X射线称为“诊断史上的一个最大的里程碑”。

伦琴以他敏锐的视角，严谨一丝不苟的科学态度，才让X射线得以发现，从此让人类的生活发生了深刻变化。由于伦琴的巨大贡献，1901年，他获得了人类科学史上首个诺贝尔物理学奖。

但伦琴一生都保持低调，他没有将自己的发明申请专利，也拒绝了德皇威廉二世授予他的贵族称号，依然以一个普通人身份默默地耕耘着自己的科学，在光电、热力、电磁等许多领域取得了成就，一生获奖150多项，但都被X射线发现的光芒掩盖了。

1923年2月10日，伦琴在慕尼黑逝世，但他的精神与世长存。

科学是中性的双刃剑

X射线的发现，给了这个世界很大刺激，人们沉浸在发现的狂喜中，将X光广泛运用于社会生活各种场合。开始，人们根本没有别人觉察到这种射线的危害，随着X射线的滥用，其危害才逐步显示出来。

1896年1月末，美国人格鲁伯在制造X射线管和进行X射线实验时，受到射线伤害，最终手指和手掌部分被切除；1896年3月，美国人埃迪森同样是在制作X射线透视装置时，感到眼疼，随后发生了结膜炎；1896年4月，还是美国人丹尼尔在用X射线照射头颅中异物位置时，发现了X射线对头发会有损伤脱落；1896年7月，德国人马修斯对X射线透视引起的脱毛和皮炎进行了记述。

但人们依然没有意识到严重性，甚至有人利用X射线大剂量照射，为女性去除体毛，后来这些女性皮肤不同程度的出现了皱纹、色斑、感染、溃烂和皮肤癌；1930年~1960年，医学界将X射线透视当做最时髦的诊断和治疗手段，一些病人由于受到高剂量的积累照射，诱发了白血病、骨肿瘤、肝癌等恶性肿瘤。

事实上，X射线的发现者伦琴，同时也是X射线的受害者，由于其多年暴露在X射线下，最终以多发性内脏癌症而逝世。同样一生与放射性元素打交道的诺贝尔奖获得者居里夫人，也因辐射而罹患癌症逝世（上图为居里夫妇）。

一直到上世纪六十年代后，随着越来越多的X射线伤害事件发生，人们才真正认识到这种射线的危害，开始注意做好防护，并在安全剂量中使用。

辐射剂量单位

现在，X射线广泛地用于社会各个方面，尤其是医学和工业探伤等方面起着巨大作用。那么人类接受多少X射线照射剂量是安全的呢？

要说清楚这个问题，我们首先要了解一下辐射的剂量单位。辐射计量单位主要有：R(伦琴)、rem（雷姆）、Sv（西弗）、mSv（毫西弗）、μSv（微西弗）等，现在一般常用的Sv、mSv、μSv。

Sv是比较大的单位，1Sv照射就表示人体组织吸收1Gy（戈瑞）的辐射，也是得到1J/kg（焦耳/千克）的辐射，这种辐射剂量是非常大的，相当于广岛原子弹爆炸后幸存者们受到的照射剂量。

照射剂量单位并不仅仅是指X射线辐射，也包括其他的辐射，如γ射线等，是通用统一的。这些高能射线能量高，能够穿透生物机体，打断DNA分子键，破坏甚至杀死细胞，导致机体受损，大剂量照射甚至导致立刻死亡。

这些计量单位之间的关系是：0.01Sv（西弗）＝1R（伦琴）＝1rem（雷姆）=10mSv（豪西弗）＝10,000μSv（微西弗）。

辐射的安全剂量和致死量

其实在我们周围，辐射无处不在。经联合国原子辐射效应科学委员会调查，综合世界范围各地受到的天然照射，平均每个成年人每年受到的天然辐射剂量约为2.4mSv。这2.4mSv中，包括宇宙射线0.4mSv、地面γ射线0.5mSv（外照射）、吸入（主要是氡）1.2mSv、食入0.3mSv（内照射）。

研究认为，人体一次接受了4.5Sv的照射为半致死量，也就是死亡率约为50%，这个量相当连续做300~400次CT的检查的量；一次接受6Sv的照射，死亡率几乎为100%。长期观测研究认为，人体每年受到的X射线照射不超过50mSv，是在安全承受范围内。

人们在医院接受X光机或CT检查，也是受着X射线的照射，这种照射根据部位不同，每次照射受到的辐射剂量在0.01~15mSv之间；而宇航员们在太空，即便有各种防护，所受到的辐射也是地面的100~200倍；而每天吸烟1包的人，受到的辐射量每年约10~50mSv，相当照射了50次胸片，相当不吸烟的人5~20年的受到的辐射量。

生活中，有可能遇到许多辐射环境，大家一定要注意做好防范，这样才能将射线这个科学双刃剑用好，为人类文明进步服务。感谢阅读，欢迎讨论。

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